閱讀 10545 次 淺析寶雞某工程1#高層住宅樓地基處理施工方法

寶雞某工程1#住宅樓地基處理方法淺析

傅軍禎

（寶雞市勘察測繪院 陜西寶雞 721000）

寶雞某工程1#住宅樓為高層建筑，地下1層，地上32層，剪力墻結(jié)構(gòu)，形狀為矩形，占地面積31×23m2。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)埋深-7.9m,設(shè)計(jì)基底壓力570kPa，建筑場地位于渭河左岸高漫灘后緣。該處地下水位-8.9m，含水層為卵石層，以下部第三系半成巖密實(shí)砂土和半成巖粉質(zhì)粘土為相對隔水層。由于河流的交替沖刷與堆積作用，地基在10.3~10.8m深度范圍內(nèi)夾有厚度約1.0m的細(xì)砂夾層，夾層屬牛軛湖相沉積，寶雞市區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，場地類別為Ⅱ類，地基為不均勻地基。場地基本水平，周遍環(huán)境狹窄，東、北邊近臨道路，西、南邊鄰近已有建筑,場地地層結(jié)構(gòu)詳見下表1.1《地層結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)指標(biāo)》：

砂土夾層的分布特征

為了查明軟土層的分布厚度和分布范圍，勘察時(shí)加密了勘探點(diǎn)。根據(jù)勘察結(jié)果顯示，砂土夾層的分布有以下特點(diǎn)：

（1） 平面上非連續(xù)性分布，主要分布于場地南部，約占基礎(chǔ)面積的30%（見下圖《⑤-1層細(xì)砂夾層分布區(qū)域》）；

（2）軟土的層頂近于水平，層頂埋深為10.3~10.8m、層底埋深11.3~11.8m，埋深大，上部卵石層厚度大、密實(shí)度較高，給地基處理增加了難度；

（3）⑤-1層細(xì)砂夾層的分布厚度約1.0m，厚度分布較均勻（見上圖《A-A‘工程地質(zhì)剖面圖》）；

（4）⑤-1層細(xì)砂夾層處于地下水位以下，天然飽和狀，經(jīng)計(jì)算具液化性，地基液化等級為“輕微液化”，作為軟弱下臥層承載力驗(yàn)算也不滿足設(shè)計(jì)要求。

地基處理方案建議

由于⑤-1層細(xì)砂夾層層面埋深較大，分布厚度也較大，若采用換填法處理，要完全清除⑤-1層細(xì)砂夾層，則開挖深度太大，局部開挖深度達(dá)12.0m，而場地鄰近存在已有建筑和道路，無放坡條件，面臨深基坑支護(hù)和降水的難題，施工難度太大。另外，過大的開挖深度和換填厚度也不經(jīng)濟(jì)，增大工程造價(jià)。根據(jù)場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，勘察提出了以下可選地基處理方案：

（1）高壓噴射注漿法：對⑤-1層細(xì)砂夾層進(jìn)行注漿處理，使注入的漿液和砂土拌合凝固為新的固結(jié)體，消除液化影響、提高其強(qiáng)度。實(shí)踐表明，本法對淤泥、淤泥質(zhì)土、或軟塑粘性土、粉土、砂土等地基都有良好的處理效果。而且，高壓噴射注漿法處理深度大，適合于處理深部軟土地基，故此法對該場地地基處理較為適宜。此法不足之處是細(xì)砂層空隙性差，對注漿效果有一定影響，可通過調(diào)整注漿壓力及注漿間距來提高注漿效果。

（2）樁基法：采用樁基礎(chǔ)法對⑤-1層細(xì)砂夾層進(jìn)行局部加固處理，以下部第三系半成巖狀礫砂做樁端持力層，樁頂設(shè)置礫卵石褥墊層的復(fù)合地基方案。樁型可選用鉆孔灌注、也可采用CFG樁。該法缺點(diǎn)是無論采用何種樁型，穿透上部卵石層存在一定的難度。建議基坑開挖后，在坑底進(jìn)行成樁作業(yè)，來降低穿頭難度。同時(shí)采用扭矩較大的大直徑樁，來增加成樁效果。

（3）螺桿樁法：螺桿樁是近年引進(jìn)寶雞地區(qū)的一種新的樁基技術(shù)，由于其扭矩力大，穿較硬地層的能力強(qiáng)，對處理硬層地基中存在軟弱夾層的地基，優(yōu)勢很大。處理后的地基效果好，承載力高。缺點(diǎn)是成本較高，處理面積太小時(shí)施工方不愿承接任務(wù)。樁周土的極限側(cè)阻力及樁端土的限標(biāo)端阻力標(biāo)準(zhǔn)值見下表：

地基處理方案初選

擬建建筑物為甲類建筑，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級，考慮到地基不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)的影響以及施工的難易程度，設(shè)計(jì)單位選用了螺桿樁技術(shù)的樁筏基礎(chǔ)方案，即對地基進(jìn)行了整片處理。但建設(shè)單位預(yù)算后認(rèn)為樁數(shù)太多，施工周期長，造價(jià)太高，不愿采用此方案。

在建設(shè)單位的提議下，會同勘察，設(shè)計(jì)及施工單位對地基處理方案進(jìn)行重新論證，與會單位從各自的專業(yè)及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，發(fā)表了不同的觀點(diǎn)和看法，最終統(tǒng)一了意見，建議采用高壓噴射注漿法對⑤-1層細(xì)砂夾層進(jìn)行局部處理，大大 減少了建設(shè)投資。

地基處理施工

高壓噴射注漿法加固地基的處理方案得到了建設(shè)單位及設(shè)計(jì)單位的認(rèn)可，由于地基土上部為卵石層，為了減少施工難度，對基坑進(jìn)行了先開挖、后注漿的施工方案。為了減少對地基土的擾動，開挖深度至設(shè)計(jì)標(biāo)高上0.5m，即地坪下-7.4m。這個(gè)深度可不考慮降水，并對坑壁采用了土釘墻支護(hù)。

現(xiàn)場進(jìn)行了多點(diǎn)試噴，由于砂土的空隙性差，注漿效果不理想，增大注漿壓力，漿液從坑底溢出地表。分析原因，主要是砂土的空隙差，而上部卵石層顆粒粗大、空隙大，漿液從卵石空隙外泄，降低注漿壓力，又無法達(dá)到注漿效果，導(dǎo)致注漿試驗(yàn)失敗。

地基處理方案的最終確定

在此情況下，建設(shè)單位邀請了陜西省建筑界四位專家組成了專家組，召開了專家論證會，對地基處理方案進(jìn)行了專家論證，并召集了勘察、設(shè)計(jì)、施工等單位參加了專家論證會。專家組在聽取了前期地基處理方案和現(xiàn)場施工情況匯報(bào)后，詳細(xì)閱讀了相關(guān)資料，分析了前期失敗的原因和場地的工程地質(zhì)條件，形成了以下結(jié)論性意見：

（1）充分利用卵石層承載力高、變形性小的天然良好地質(zhì)條件，在查明⑤-1層細(xì)砂夾層的分布范圍后，建議采用局部處理的方法對⑤-1層細(xì)砂夾層進(jìn)行加固處理；

（2）建議采用扭矩力較大的大直徑CFG樁法對⑤-1層細(xì)砂夾層進(jìn)行加固處理。為了減小差異沉降，在樁頂設(shè)置500mm后卵石褥墊層。

設(shè)計(jì)單位采納了專家組的意見，確定采用500mm直徑CFG樁，樁間距1.50m，按梅花性布樁，樁端穿透⑤-1層細(xì)砂夾層，置于⑥層半成巖狀礫砂層中。樁頂褥墊層壓實(shí)系數(shù)不小于0.95，設(shè)計(jì)單樁承載力不小于1150kN，單樁復(fù)合地基承載力不小于570kPa。

地基處理效果的檢測

對處理后的復(fù)合地基由陜西省建設(shè)工程人工地基質(zhì)量寶雞檢測站進(jìn)行了靜載荷試驗(yàn)，為了進(jìn)行對比，共布置6個(gè)靜載荷點(diǎn)，在天然卵石地基上布置了3個(gè)靜載荷點(diǎn)，在處理后的人工復(fù)合地基部位布置了3個(gè)靜載荷點(diǎn)，另外還進(jìn)行了3根單樁豎向抗壓承載力試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果，單樁豎向抗壓承載力滿足設(shè)計(jì)要求Ra=1150KN，天然地基及人工復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)承載力特征值fak=570kPa要求，天然卵石層的變形模量E0=61.3Mpa, 人工復(fù)合地基變形模量E0=73.3Mpa，地基的不均勻系數(shù)小于其界限值K=2.5，滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

地基沉降監(jiān)測結(jié)果

該工程2010年5月主體竣工，沉降觀測工作開始于2009年6月，由中鐵一局五處測繪隊(duì)進(jìn)行主樓的地基沉降監(jiān)測工作。共布置觀測點(diǎn)9個(gè)，從主體施工第一層開始觀測，后每一層觀測1次，主體封頂后第一年觀測4次，第二年觀測2次，第三年觀測1次。從2009年6月~2012年6月，共觀測37次。觀測結(jié)果，地基最大沉降量12.5mm，最小沉降量9.3mm，平均沉降11.2mm。由差異沉降引起的縱、橫向傾斜率分別為0.02‰和0.03‰，總沉降及差異沉降均滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）要求。

結(jié)論

寶雞某工程1#住宅樓地基是寶雞地區(qū)多年來高層建筑較為復(fù)雜的地基，由于缺乏相關(guān)建筑經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致在進(jìn)行地基處理時(shí)，頗費(fèi)周折，但通過本工程案例，為以后類似工程提供了豐富的建筑經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

1、《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》JGJ72-2004/J360-2004

2、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》BG50007-2002

3、《基礎(chǔ)工程學(xué)》 陳仲頤、葉書麟主編，中國建筑出版社

4、《工程地質(zhì)手冊》（第三版） 中國建筑工業(yè)出版社

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會 文徑網(wǎng)絡(luò)：劉軍 呂琳琳 尹維維 編輯 劉真 文徑 審核)